Um tanque de oxigênio líquido para uso aeroespacial falhou catastroficamente durante um teste de pressão hidrostática. A investigação inicial apontou para a junta soldada por fricção-agitação (FSW). A análise volumétrica por tomografia computadorizada, combinada com simulação de tensões no SolidWorks, revelou a causa raiz: inclusões de óxido de alumínio geradas por uma velocidade de rotação insuficiente da ferramenta de soldagem.
Localização de defeitos microscópicos com VGSTUDIO MAX e GOM Inspect 🔬
O processo forense começou com uma varredura de raios X de alta resolução do cordão de solda no VGSTUDIO MAX. Este software permitiu identificar clusters de inclusões de óxido de alumínio, de apenas micras de diâmetro, distribuídas ao longo da zona de agitação. Posteriormente, a nuvem de pontos foi exportada para o GOM Inspect para realizar uma análise de desvio geométrico. A correlação direta entre as zonas com maior concentração de inclusões e as regiões de maior deformação plástica, modeladas no SolidWorks, confirmou que a baixa velocidade de rotação (menor que 600 RPM) impediu a correta dissipação do óxido superficial, fragilizando a união.
Lições para a simulação de fadiga em processos FSW ⚙️
Este caso demonstra que a análise de fadiga não pode se limitar às propriedades nominais do material. A simulação deve incorporar modelos de defeitos reais obtidos por varredura 3D. A combinação do VGSTUDIO MAX para a detecção de inclusões e do SolidWorks para o cálculo de tensões residuais permite prever com precisão os pontos de iniciação de trincas em soldas FSW, otimizando parâmetros como a velocidade de rotação para garantir a integridade estrutural em aplicações criogênicas.
Quais técnicas de simulação de fadiga em 3D permitem modelar com precisão a nucleação e propagação de trincas a partir de inclusões em juntas FSW de alumínio para tanques criogênicos sob condições de pressão hidrostática?
(PS: A fadiga dos materiais é como a sua depois de 10 horas de simulação.)